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矿井下专用制氮机灭火原理和重要性

时间:2017/6/8 21:34:15  编辑:字体:

氮气防灭火作用原理
消除瓦斯爆炸的危险
在煤矿,当采空区一旦出现火灾,危害最大的使导致其内混合气体的爆炸。混合气体爆炸的界限不仅取决于这种气体在空气中所占的百分比,还部分地决定于混合气体地温度和气压。温度和气压的增高使这个界限扩大,反之缩小。而氧气的含量低于7%时,混合体的爆炸有显著的降低。正是从这一理论出发,向火区注入氮气后使其氧含量降低,而且只要氧含量低于7%时就能大大地减少爆炸地可能性。
减少漏风地作用
采空区漏风是造成自然发火地主要原因之一,讲。对于封闭或半封闭地采空区而言,从理论上讲,注入氮气后增加了其注入空间内混合气体的总量,能够减少封闭区内外之间地压力差,起到减少封闭区外部向内部漏风的作用。
如果巷道里地密闭墙有裂缝,当密闭区内为负压时,空气可以通过墙缝或绕过密闭墙而进入密闭区。为了防止密闭区漏风,可向密闭前后墙之间地空间连续不断地注入必要流量的氮气,使该空间形成正压,阻止新鲜空气进入密闭区内。
降温作用
对于有内因火灾的采空区来说,其温度大于外界温度。当采用氮气灭火时,产品氮气的温度在05之间,大大低于火区的气体温度,加之氮气在注入火区后的流动范围大,对采空区来说,有着显著的降温作用。
防止煤的自燃
煤炭自燃的三要素时:煤有自燃倾向性;有连续的供氧条件;热量易于积聚。采空区带内的漏入风量不足以带走煤氧化产生的热量,则煤温就逐渐升高,这时煤处于自燃发热。当温度达到煤的临界温度以上,氧化急聚加快,大量产生热量,又使煤温迅速升高,达到煤的着火温度时便着火燃烧起来,即进入自燃状态。基于此煤氧复合学说,采取向采空区氧化带内注入一定流量的氮气,降低该带内的氧气含量,达到破坏煤炭自燃的一个要素,使其氧含量降到煤自燃临界值以下,就达到了防止煤自燃的目的。
降低燃烧强度
无论是外因火灾,还是内因火灾,当火灾区内迅速注入一定流量(大于漏风量)的氮气,使该区内的氧含量由21%逐渐降低道10%以下,熊熊大火就逐渐自熄。
矿井氮气防灭火注意事项
矿井氮气防灭火的实践表明:该技术具有灭火速度快,既能防火,还能抑制瓦斯爆炸,且对环境和机电设备无污染等优点。但应用矿井氮气防灭火,需注意以下问题:
1
。在实施注氮工艺的同时,要加强堵漏,尽可能的减少采空区的漏风,提高采空区的密闭质量,以使氮气存得住。
2
。制氮装置的选型上,必须考虑一定的产气量。只有满足一定的量,才能有效达到注氮防灭火的效果。因为没有不透风的(密闭)。受采动等多因素的影响,会造成采空区围岩的破坏,形成采空区漏风通道。假设,采空区有10Nm3/min的漏风量,如果制氮装置的产气量为600Nm3/min,那么,每分钟的产气量仅有10Nm3,也就是注氮量与漏风量基本相平,这怎能降低采空区的氧含量呢?所以,只有大量氮气,才能真正满足矿井氮气防灭火的实际需求。
3
。制氮装置用于防灭火时,可采用(9597%)纯度的大流量氮气,用于降低氧含量时,采用较小流量高纯度(9999.9%)的氮气。


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